Кожу впервые «напрямую» превратили в нервные клетки

Американские молекулярные биологи впервые смогли напрямую превратить клетки кожи в полноценные нейроны, минуя стадию стволовых клеток, что открывает дорогу для лечения болезни Хантингтона и других генетических болезней мозга, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Stem Cell.

«Превращение клеток кожи или любых других «взрослых» тканей в стволовые клетки является своеобразным аналогом того, если бы мы полностью разрушали дом и заново его строили каждый раз, когда нам хочется сделать ремонт. Нам удалось понять, как можно от этого избавиться и поменять вид клетки, не уничтожая при этом ее оригинальной структуры», — объясняет Эндрю Ю (Andrew Yoo) из университета Вашингтона в Сент-Луисе (США).

За последние два десятилетия биологи научились превращать стволовые клетки в ткани костей, мускулов, кожи и нервной системы. Такие ткани могут стать «запчастями» на случай повреждения тела или лекарством для ряда дегенеративных заболеваний. К примеру, культуры «стволовых» нейронов могут стать панацеей для лечения болезней Альцгеймера и Паркинсона, а другие их версии помогут вернуть утерянные конечности или органы.

К примеру, в апреле 2012 года ученые смогли превратить стволовые клетки в волосяные луковицы и успешно пересадили их на затылок «лысых» мышей. В прошлом и позапрошлом году японские ученые собрали полноценные копии различных органов, таких как почки или печень, из стволовых клеток, а также вырастили ногу крысы и «подключили» ее к телу грызуна. Все эти опыты пока проводятся на животных, однако в ближайшие годы аналогичные эксперименты начнутся на человеческих клетках.

Как рассказывает Ю, первые же опыты со стволовыми клетками и «запчастями», выращенными из них, показали, что их имплантация в организм человека или животных не является безопасной — часть клеток «возвращается в детство» и порождает доброкачественные и злокачественные опухоли. Кроме того, такие клетки достаточно сложно использовать в опытах по изучению корней различных наследственных болезней.

По этой причине ученые сегодня ищут пути «прямого» превращения культур клеток соединительной ткани, встречающиеся в коже и в других частях тела, во «взрослые» клетки различных органов, которые бы не обладали способностью самостоятельно размножаться.

Ю и его команда сделали первый шаг к решению этой проблемы, научившись превращать кожу человека во взрослые двигательные нейроны, используя микро-РНК — особые сигнальные молекулы, которые играют переносчиков информации внутри клеток и «дирижируют» работой генов.

Анализируя рост и работу клеток мозга внутри зародышей мышей, ученые заметили, что внутри них были особенно активны два типа подобных молекул — miR-9 и miR-124, а также две других сигнальные молекулы — ISL1 и LHX3. Выделив их из нейронов, биологи проверили, что произойдет, если ввести эти микро-РНК в клетки соединительной ткани при помощи ретровируса.

Как оказалось, подобная «инъекция» практически мгновенно превращала фибробласты в нейроны из двигательной коры мозга, не меняя при этом их жизнедеятельности и не омолаживая их, как это происходит при превращении пожилых клеток кожи в «бессмертные» стволовые клетки. Это очень важно для изучения болезней, при развитии которых нервные клетки преждевременно стареют и умирают.

К примеру, клетки, которые создали Ю и его коллеги, массово гибнут при развитии болезни Хантингтона, и их изучение может помочь ученым понять, как защитить нейроны реальных людей от подобной участи. Кроме того, в дальнейшем ученые могут подобрать и другие комбинации микро-РНК и сигнальных молекул, заставляющие клетки кожи превращаться в иные типы нервных клеток, и использовать их для лечения болезней мозга и нервной системы.